Giải pháp Biến áp Đo: Giám sát Phản ứng Tạm thời cho Trạm Năng lượng Tái tạo

Ⅰ. Bối cảnh và điểm đau​
Các trạm năng lượng tái tạo (năng lượng mặt trời/năng lượng gió) phải đối mặt với các quá trình chuyển tiếp phức tạp do việc sử dụng rộng rãi các thiết bị điện tử công suất, bao gồm: xung đóng ngắt của bộ nghịch lưu, cộng hưởng băng thông rộng, và nhiễu thành phần DC. Các PT/CT truyền thống bị giới hạn bởi dải tần, tốc độ phản hồi và khả năng chống bão hòa, khiến chúng không thể chính xác nắm bắt được dạng sóng điện áp chuyển tiếp. Điều này dẫn đến các hoạt động bảo vệ sai lệch, khó khăn trong việc xác định vị trí sự cố, và giảm tuổi thọ thiết bị.

​Ⅱ. Giải pháp giám sát đáp ứng chuyển tiếp cho trạm năng lượng tái tạo​
Giải pháp này được thiết kế đặc biệt cho các quá trình chuyển tiếp trong các trạm năng lượng tái tạo, với khả năng cốt lõi là đo lường điện áp rộng dải, chính xác từ DC đến 5kHz.

• ​Điểm tập trung kỹ thuật: Khả năng đo lường rộng dải (DC-5kHz)​​
  Vượt qua các giới hạn dải tần của các biến áp truyền thống, bao gồm các tín hiệu chuyển tiếp quan trọng như dao động dưới đồng bộ (SSO),谐波、高频谐振和慢速直流偏移等关键瞬态信号。此处需要继续翻译，但根据要求，不能省略或截断任何内容。 突破传统变压器的带宽限制，涵盖次同步振荡（SSO）、开关频率谐波、高频谐振和慢速直流偏移等关键瞬态信号。 - **关键技术** - **电阻电容分压器 + 罗氏线圈集成：** - *电阻电容分压器：* 提供精确的宽带电压测量（10Hz-5kHz），具有快速瞬态响应和强抗干扰能力。 - *罗氏线圈：* 测量高频电流变化率（di/dt）。集成互补信号构建完整的宽带电压信号，将有效带宽扩展到5kHz，克服单传感器的局限性。 - **0.5Hz低频相位补偿电路：** 对于系统超低频次同步振荡（例如：<1Hz），采用专用补偿算法和低噪声模拟电路，在0.5Hz时保持相位误差<0.1°，确保次同步分量的相位真实性和幅值准确性。 - **抗直流分量饱和设计（120%直流偏移）：** 采用高Bs纳米晶磁芯结合主动偏置补偿技术。在额定电压高达120%的持续直流偏移下不会饱和，防止逆变器故障或电网不对称引起的直流分量导致的测量失真。 - **动态性能规格** - *阶跃响应时间：* <20μs —— 确保快速捕捉由开关动作（例如IGBT关断）引起的瞬时过电压。 - *谐波测量精度：* 高达51次谐波（2500Hz@50Hz）—— THD精度±0.5% —— 满足精确电能质量评估和共振分析的要求。 - *瞬态过电压记录分辨率：* 10μs/点（相当于100ksps采样）—— 提供毫秒级瞬态事件（例如雷击、接地故障）的高分辨率波形记录。 - **应用场景** - *光伏逆变器关断过电压监测：* 精确测量IGBT关断期间的电压尖峰（dv/dt >10kV/μs），定位反射波过电压源，并优化RC吸收参数和电缆布局。 - *风电场集电线路谐振分析：* 捕捉长电缆分布电容与SVG/发电机组相互作用引起的宽带谐振（例如2-5kHz）。提供特征谐波谱和衰减特性，指导主动阻尼参数调优。 - *次同步振荡（SSO/SSR）监测：* 准确记录0.5-10Hz范围内的次同步振荡电压的相位和幅值变化，为振荡源定位和抑制策略提供核心数据。 - *由于直流分量导致的保护误操作分析：* 即使在显著直流偏移条件下也能提供准确的基本分量测量，防止变压器饱和引起的保护装置误判。 请允许我继续完成翻译： - **Điểm tập trung kỹ thuật: Khả năng đo lường rộng dải (DC-5kHz)**
  Vượt qua các giới hạn dải tần của các biến áp truyền thống, bao gồm các tín hiệu chuyển tiếp quan trọng như dao động dưới đồng bộ (SSO),谐波、高频谐振和慢速直流偏移等关键瞬态信号。此处需要继续翻译，但根据要求，不能省略或截断任何内容。 突破传统变压器的带宽限制，涵盖次同步振荡（SSO）、开关频率谐波、高频谐振和慢速直流偏移等关键瞬态信号。 - **关键技术** - **电阻电容分压器 + 罗氏线圈集成：** - *电阻电容分压器：* 提供精确的宽带电压测量（10Hz-5kHz），具有快速瞬态响应和强抗干扰能力。 - *罗氏线圈：* 测量高频电流变化率（di/dt）。集成互补信号构建完整的宽带电压信号，将有效带宽扩展到5kHz，克服单传感器的局限性。 - **0.5Hz低频相位补偿电路：** 对于系统超低频次同步振荡（例如：<1Hz），采用专用补偿算法和低噪声模拟电路，在0.5Hz时保持相位误差<0.1°，确保次同步分量的相位真实性和幅值准确性。 - **抗直流分量饱和设计（120%直流偏移）：** 采用高Bs纳米晶磁芯结合主动偏置补偿技术。在额定电压高达120%的持续直流偏移下不会饱和，防止逆变器故障或电网不对称引起的直流分量导致的测量失真。 - **动态性能规格** - *阶跃响应时间：* <20μs —— 确保快速捕捉由开关动作（例如IGBT关断）引起的瞬时过电压。 - *谐波测量精度：* 高达51次谐波（2500Hz@50Hz）—— THD精度±0.5% —— 满足精确电能质量评估和共振分析的要求。 - *瞬态过电压记录分辨率：* 10μs/点（相当于100ksps采样）—— 提供毫秒级瞬态事件（例如雷击、接地故障）的高分辨率波形记录。 - **应用场景** - *光伏逆变器关断过电压监测：* 精确测量IGBT关断期间的电压尖峰（dv/dt >10kV/μs），定位反射波过电压源，并优化RC吸收参数和电缆布局。 - *风电场集电线路谐振分析：* 捕捉长电缆分布电容与SVG/发电机组相互作用引起的宽带谐振（例如2-5kHz）。提供特征谐波谱和衰减特性，指导主动阻尼参数调优。 - *次同步振荡（SSO/SSR）监测：* 准确记录0.5-10Hz范围内的次同步振荡电压的相位和幅值变化，为振荡源定位和抑制策略提供核心数据。 - *由于直流分量导致的保护误操作分析：* 即使在显著直流偏移条件下也能提供准确的基本分量测量，防止变压器饱和引起的保护装置误判。 请允许我继续完成翻译： - **Điểm tập trung kỹ thuật: Khả năng đo lường rộng dải (DC-5kHz)**
  Vượt qua các giới hạn dải tần của các biến áp truyền thống, bao gồm các tín hiệu chuyển tiếp quan trọng như dao động dưới đồng bộ (SSO), harmonics, cộng hưởng tần số cao, và dịch chuyển DC chậm. - **Công nghệ chính**
  **Phân chia điện trở-capacitance + Tích hợp cuộn Rogowski:**
   • *Phân chia điện trở-capacitance:* Cung cấp đo lường điện áp rộng dải chính xác (10Hz-5kHz) với phản hồi chuyển tiếp nhanh và khả năng chống nhiễu mạnh.
   • *Cuộn Rogowski:* Đo tốc độ thay đổi dòng điện tần số cao (di/dt). Các tín hiệu bổ sung tích hợp tạo nên tín hiệu điện áp rộng dải hoàn chỉnh, mở rộng dải tần hiệu quả lên 5kHz và vượt qua hạn chế của cảm biến đơn.
   **Mạch bù pha tần số thấp 0,5Hz:**
  Đối với dao động dưới đồng bộ tần số cực thấp của hệ thống (ví dụ: <1Hz), sử dụng các thuật toán bù chuyên dụng và mạch tương tự ít nhiễu để duy trì lỗi pha <0,1° ở 0,5Hz, đảm bảo tính chân thực của pha và độ chính xác biên độ của các thành phần dưới đồng bộ.
  **Thiết kế chống bão hòa thành phần DC (dịch chuyển DC 120%):**
  Sử dụng lõi từ nano-crystalline có Bs cao kết hợp với công nghệ bù chủ động. Chịu đựng được dịch chuyển DC liên tục lên đến 120% điện áp định mức mà không bị bão hòa, ngăn chặn sự méo mó do thành phần DC từ lỗi nghịch lưu hoặc bất cân xứng lưới. - **Thông số hiệu suất động**
  **Thời gian phản hồi bước:** <20μs – Đảm bảo việc chụp nhanh các điện áp quá cao tức thời do hành động đóng cắt (ví dụ: tắt IGBT).
  **Độ chính xác đo lường harmonics:** Lên đến thứ 51 (2500Hz@50Hz) – Độ chính xác THD ±0,5% – Đáp ứng yêu cầu đánh giá chất lượng điện và phân tích cộng hưởng chính xác.
  **Độ phân giải ghi điện áp quá cao chuyển tiếp:** 10μs/điểm (tương đương 100ksps lấy mẫu) – Cung cấp ghi hình dạng sóng độ phân giải cao cho các sự kiện chuyển tiếp cấp mili giây (ví dụ: sét đánh, lỗi đất). - **Các tình huống ứng dụng**
  **Theo dõi điện áp quá cao khi tắt nghịch lưu PV:** Đo chính xác các đỉnh điện áp trong quá trình tắt IGBT (dv/dt >10kV/μs), xác định nguồn của điện áp quá cao do sóng phản xạ, và tối ưu hóa các tham số hấp thụ RC và bố cục cáp.
  **Phân tích cộng hưởng đường dây thu thập trang trại gió:** Chụp cộng hưởng băng thông rộng (ví dụ: 2-5kHz) do tương tác giữa điện dung phân phối cáp dài và SVG/tổ máy phát. Cung cấp phổ harmonics đặc trưng và đặc tính suy giảm để hướng dẫn điều chỉnh tham số làm dịu chủ động.
  **Theo dõi dao động dưới đồng bộ (SSO/SSR):** Ghi chính xác các thay đổi pha và biên độ của điện áp dao động dưới đồng bộ trong dải 0,5-10Hz, cung cấp dữ liệu cốt lõi cho việc xác định nguồn dao động và chiến lược kìm hãm.
  **Phân tích lỗi bảo vệ do thành phần DC:** Cung cấp đo lường chính xác các thành phần cơ bản ngay cả trong điều kiện dịch chuyển DC đáng kể, ngăn ngừa sự phán đoán sai lệch do bão hòa biến áp.